SU842744A1 - Термостатирующее устройство - Google Patents

Description

(54) ТЕРМОСТАТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

I

Изобретение относитс  к автоматическому регулированию температуры, в частности к нагревным термостатам, предназначенным дл  термостатировани  радиотехниХ ческих узлов, и может быть использовано в термостатирующйх устройствах дл  различных объектов.

Известны термостатирующие устройства, в которых дл  сокращени  времени выхода в режим используютс  системы форсированного нагрева 1.

Недостатком этих устройств  вл етс  то, что система форсированного нагрева может отключать питание на нагревател х только ниже температуры статировани , т. е. без перегрева, необходимого дл  сокращени  выхода в режим.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  термостат, в котором параллельно одной из секций нагревател  подключен ключ, управл ющий вход которого подключен к блоку пам ти, соединенному с выходом усилител  мощности. Процесс выхода в режим этого термостата приведен на фиг , 1. На участке от t ТГ,, температура датчика (крива  2) запаздывает относительно температуры камеры (крива  I), так

как секци  нагревател , наход ща с  над датчиком, шунтируетс  ключем и мощность ее незначительна. В момент времени Г f, происходит первое отключение нагревателей и камера остывает. Датчик на участке 7Г tr- гГ) греетс  из-за больщого температурного градиента между ним и камерой ДТко Тц-TO,. Затем ДТ уменьщаетс , а тепловые потери датчика в среду увеличиваютс , поэтому начина  с Т ir датчик остывает. При 1 f температура датчика опуститс  ниже То (температуры статировани ) и он даст сигнал на включение нагревателей. Из-за тепловой инерционности датчика он выключит нагреватели с запаздыванием при t t Температура камеры и датчика растет и все повтор етс  аналогично выщеизложенному. В результате на датчике, камере и объекте (крива  3) возникают затухающие колебани  температуры 2.

Однако в моменты времени 1: tr, 1 т.д. камере сообщаетс  избыточна  мощность, котора  не позвол ет ей охладитьс  до температуры TO- Термостат выйдет в режим только тогда, когда амплитуда колебаний температуры объекта станет

меньше требуемой точности термостата. Поэтому длительность выхода такого термостата б режим весьма значительна, особенно в точных термостатах.

Цель изобретени  -сокращение времени выхода устройства на рабочий режим.

Поставленна  и.:;ль достигаетс  тем, что термостатирующее устройство содержит блок питани , первый ключ, выход которого через первый ограничивающий резистор подключен к первому нагревателю, и последовательно соединенные термочувствительный мост, блок управлени , усилитель мощности и второй нагреватель, а также инвертор , второй и третий ограничивающие резисторы , интегрирующую цепь, D-триггер и второй и третий ключи, выходы которых, соответственно через второй и третий ограничивающие резисторы подключены к первому нагревателю, вход интегрирующей цепи подключен к блоку питани , а выход - к установочному входу D-триггера, пр мой выход которого подключен к первым входам первого и второго ключей, а инвертирующий вход - к первому входу третьего ключа, причем к выходу усилител  мощности подключен второй вход ключа и вход инвертора , выход которого соединен со вторыми входами первого и третьего ключей и счетным входом D-триггера, информационный вход которого соединен с общей шиной устройства .

Благодар  .этому, начина  с момента времени т т, на первый нагреватель, расположенный над датчиком, подаетс  дополнительна  мощность такой величины, чтобы температура датчика достигала температуры Т а в момент времени Г т , т. е. одновременно с камерой и объектом (законы изменени  температуры датчика, камеры и объекта в этом случае показаны на фиг. 1 пунктирными лини ми). С момента т г начинаетс  стационарный режим работы термостата, колебани  температуры в этом случае не возникают.

На фиг. 1 изображены кривые неоптимальиого и оптимальноЛ выхода в режим; на фиг. 2 - схема регул тора дл  оптимального выхода в режим.

На фиг. 1 обозначены температура Т, врем  t; температура Тц камеры в момент времени, врем  г, первого отключени  нагревателей и врем  -с- f включени  - выключени  нагревателей.

Регул тор (фиг. 2) содержит термочувствительный мост I, блок 2 управлени  усилитель 3 мощности, блок 4 питани , первый 5, второй 6, и третий 7 ключи, первый нагреватель 8, первый ограничивающий резистор 9, второй ограничивающий резистор 11 инвертор 12, D триггер 13, интегрирующа  цепь 14, второй нагреватель 15.

Устройство работает следующим образом. При подаче питани  на устройство сигнал ошибки с термочувствительного моста 1 через блок 2 управлени  и усилитель 3 мощности включает нагреватель 15. В это врем  D-триггер устанавливаетс  с помощью цепи 14 так, что на его пр мом выходе по вл етс  уровень логической «Ь, а на инвертирующем выходе - уровень логического «О, который закроет ключ 7. Ключ б будет закрыт низким уровнем с выхода усилител  мощности 3. Таким образом, первый нагреватель 8 будет подключен к источнику питани  через резистор 9 и ключ 5, на обоих входах которого устанавливаетс  уровень логической «1. Измен   номинал .

резистора 9 в процессе настройки, можно добитьс  оптимального перегрева камеры термостатирующего устройства относительно температуры статировани  за врем  t, - fj.

При достижении датчиком темературы статировани  блок 2 управлени  через

усилитель 3 мощности отключит второй нагреватель 15. В это врем  уровень логическрй «1 с выхода усилител  3 мощности откроет ключ б, а через инвертор 12 закроет ключ 5. Первый нагреватель 8 будет подключен к источнику питани  через резистор 10, измен   номинал которого нужно, чтобы температура датчика достигла значени  TO одновременно с камерой термостатирующего устройства и объектом термостатировани , т.е. в момент .

При достижении этого времени произойдет второе включение второго нагревател  15. Отрицательный фронт напр жени  с выхода усилител  3 мощности через инвертор 12 переключит триггер в состо ние, при котором на его пр мом выходе будет потеициал логического «О, а на инвертирующем выходе - потенциал логической «1. В дальнейшем триггер не будет мен ть своего состо ни , так как на информационном входе D - низкий уровень напр жени .

Уровень логического «О с пр мого выхода триггера закроет ключи 5 и 6 и в дальнейшей работе они участвовать не будут. Ключ 7, управл емый через инвертор 12 усилителем 3 мощности, .будет подключать первый нагреватель 8 через резистор 11

одновременно со вторым нагревателем 15. Номинал резистора 11 выбираетс , исход  в стационарном режиме.

Использование предлагаемого изобретени  позволит сократить врем  выхода в режим устройства термостатировани  на 20-30% по сравнению с известным. Это, в свою очередь, позволит сократить врем  готовности к работе аппаратуры, в состав которой входит устройство термостатировани .

Использование предлагаемого термостатирующего устройства обеспечивает быстрый прогрев и поддержание температуры

объектов на необходимом температурном уровне.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 435427, кл. G 05 D 23/19, 1972.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 620951, кл. G 05 D 23/19, 1975 (прототип ).